Наноструктурная керамика. Порошковые технологии компактирования конструкционных материалов. Хасанов О.Л - 37 стр.

UptoLike

6
того или иного технологического фактора на процесс прессования. Замечена
определённая связь между константами a и b. При изменении какого-либо
технологического фактора или при переходе от одного материала порошкового тела к
другому наблюдается их параллельное увеличение или уменьшение. Величина отношения
a/b характеризует совокупность факторов, затрудняющих уплотнение.
Невозможность соблюдения граничных условий в уравнении прессования
Бережного при низких давлениях определяется тем, что любое порошковое тело на любой
стадии уплотнения характеризуется равновесным, в той или иной степени связанным
состоянием. В этом состоянии в малом диапазоне изменения величин внешнего
механического воздействия порошковое тело ведёт себя в большей мере, как абсолютно
связное (цельное), то есть обладает постоянными упругими свойствами. На начальной
стадии прессования под действием небольшой внешней нагрузки, величина которой
меньше некоторого уровня, порошковое тело изменяет свои размеры пропорционально
возрастающему напряжению с постоянным коэффициентом пропорциональности.
Наличие почти горизонтального линейного участка кривой уплотнения при малых
давлениях прессования неоднократно описывалось различными авторами [36]. Особенно
заметен этот участок на кривых уплотнения трудноуплотняемых, жёстких порошков.
Таким образом, уравнение вида (1) не может описать процесс уплотнения при усилиях
прессования, предшествующих величине усилия, необходимого для преодоления
описанного состояния. Кроме того, близость величины этого усилия к усилию, при
котором давление прессования равно единице, также не позволяет однозначно трактовать
физический смысл константы a.
Невозможность соблюдения граничных условий в области высоких давлений
прессования объясняется тем, что эти условия просто не определены ни одним из
параметров уравнения Бережного. Поведение его функциональной зависимости в области
критических давлений (давление, необходимое для достижения критической плотности
определяется только константой b (то есть экспериментальными данными, полученными в
областях далёких от критических). В практике прессования при производстве спекаемых в
дальнейшем изделий, в большинстве случаев достижение критического давления и
критической плотности не требуется, так как параметры качества конечных изделий
(особенно из сильно агломерированных нанопорошков ) не всегда коррелируют с
величиной плотности прессовок. Более того, для сильно агломерированных или
тонкодисперсных порошков часто наблюдается обратная закономерность.
Исходя из вышеизложенного, можно заключить, что рассматриваемое уравнение
прессования при его дальнейшем использовании для аналитического исследования и
описания процессов уплотнения порошков в закрытых пресс-формах и степени влияния
дополнительных технологических факторов на этот процесс требует конкретизации
физического смысла коэффициентов и использования безразмерных величин.
Оптимизация уравнения прессования
Воспользуемся уравнением прессования по Бережному, приняв в качестве
искомого параметра плотность прессовки, а в качестве параметра воздействия давление
прессования. Используем натуральный логарифм вместо десятичного и будем
оперировать только безразмерными величинами, то есть величинами относительной
плотности и относительного давления прессования.
a
P
b
+
=
ln
ρ
( 4)
ρ
плотность прессовки, отнесённая к теоретической плотности материала
прессовки (относительная плотность в долях единицы); P=P
пр
/P
кр
относительное
давление прессования, величина которого равна отношению давления прессования к
давлению, при котором достигается теоретическая плотность (к критическому давлению).